酵素活性に影響を与える要因–科学を行う

温度

pHが酵素に影響を与えるのと同じように、温度は分子内結合の安定性にも影響します。 この理由から、酵素活性は、一般に、それらの最適温度でより活性である。

それにもかかわらず、最適温度から数度シフトすると、酵素活性がわずかに低下するだけです。

名前 説明/生息地 最適なpH 最適な温度
1. Thermococcus hydrothermalis 東太平洋熱水噴出口で発見された原核古細菌 5.5 85°C
2. Sulfolobus solfataricus 硫黄が豊富な火山畑で発見された原核古細菌 3 80°C
3. Halomonas meridiana 南極大陸ソルトレイクで発見されたグラム陰性菌 7.0 37°C
4. Pseudoalteromonas haloplanktis 南極の海水で見つかった急速に成長している細菌 7.6 4℃

表2:選択された生物からのγ-アミラーゼの最適なpHおよび温度の例。

反応物がより多くの運動エネルギーを獲得するにつれて、温度がわずかに上昇すると反応速度が速くなる可能性があります。 しかし、最適温度からの有意な偏差は、酵素活性を有意に低下させる。 極度な高温はそれを永久に非機能するする分子内結束および酵素の立体配座を破壊できます。

低温は系の運動エネルギーを低下させ、反応速度を低下させる。 酵素活性は温度が次第に最適ポイントの下で下ると同時に低下します。 高温の場合とは異なり、低温は必ずしも永久的な酵素変性をもたらすわけではなく、温度が最適範囲に上昇すると酵素活性が回復する可能性がある。

酵素は一般的に水溶液中に存在するため、温度の低下は水との相互作用の性質を混乱させ、その溶解度を低下させ、酵素を展開させ、最終的に酵素を不活性化させる。

しかし、温度が水の融点(0°Cまたは32°F)を下回ると、タンパク質に不可逆的に損傷を与える可能性のある氷の結晶が形成されます。 凍結した酵素を解凍したときにも同じ効果が見られます。 凍結融解損傷は、凍結融解サイクル、凍結または解凍期間を最小限に抑え、ショ糖またはグリセロールのような添加剤をタンパク質溶液に加えることに

エフェクターまたは阻害剤

多くの酵素は、触媒機能を調節または開始するために非基質および非酵素分子を必要とする。 例えば、ある種の酵素は、それらの触媒活性を確立するために金属イオンまたは補因子に依存する。 多くは、アロステリック酵素に見られるように、触媒活性を活性化し、基質への連続的な結合を促進または阻害するためにエフェクターに依存する。

同じ線に沿って、阻害剤は酵素またはその基質に結合して進行中の酵素活性を阻害し、連続する触媒事象を防止することができる。 酵素活性に対する効果は、阻害剤が酵素の官能基に強い結合を形成し、酵素を永久に不活性にすると不可逆的である。

不可逆的阻害剤とは対照的に、可逆的阻害剤は酵素に結合したときに酵素を不活性にするだけである。 競合阻害剤は、触媒部位における酵素官能基の残基への結合について基質と競合する。 他のタイプの阻害剤は触媒部位に結合しないが、それらは非基質結合アロステリック部位に結合する。

阻害剤が酵素-基質結合と同時に酵素に結合する場合、それは非競合的である。 阻害剤が基質占有酵素にのみ結合する場合、阻害剤は競合的ではない。

結論として

すべてのすべてで、酵素は代謝応答に重要な役割を果たし、細胞や生物がどのように成熟し、適応するかを形作っています。 酵素および基質濃度は反応速度に影響を及ぼす。 PH、温度、エフェクター、および阻害剤のような因子は、酵素の立体配座を改変し、その触媒活性を変化させる。

全体として、それらは現在の代謝状況を反映し、酵素の固有の特性およびその相互作用の変化を引き起こし、酵素反応を促進または妨害する。

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